Zentrum Radiologie - Universitätsmedizin Göttingen - Georg-August ...

Zentrum Radiologie – Abteilung Diagnostische Radiologie
Centre for Radiology – Department of Diagnostic Radiology
Forschungsschwerpunkte Research Foci
3 Experimentelle Bildgebung
3 Mammographie
3 Experimental Imaging
3 Mammography

Universitätsmedizin Göttingen Forschungsbericht research report 2006 - 2008 323
Abteilungsdirektor Head of Department
Prof. Dr. med. Eckhardt Grabbe
Kontaktdaten Contact
Abteilung Diagnostische Radiologie
UNIVERSITÄTSMEDIZIN GÖTTINGEN
Robert-Koch-Starße 40, D-37075 Göttingen
Telefon + 49-551 / 39-8965, Fax + 49-551 / 39-9606
roe1@med.uni-goettingen.de
www.med.uni-goettingen.de
Hochschullehrer/innen Professors and Lecturers +49-551 /
Grabbe, Eckhardt Prof. Dr. med. egrabbe@med.uni-goettingen.de 39-8966
Weitere Arbeitsgruppenleiter/innen Group Leaders
Dullin, Christian Dipl.-Phys. Christian.dullin@med.uni-goettingen.de 39-9936
Hermann, Klaus-Peter Dr. rer. nat. kherman@gwdg.de 39-7964
Obenauer, Silvia PD Dr. med. soben@med.uni-goettingen.de 39-6076

324 Zentrum Radiologie Abteilung diagnostische radiologie Centre for Radiology department of diagnostic radiology
einleitung
Die Aufgaben der Abteilung Diagnostische Radiologie liegen sowohl
in der Krankenversorgung als auch in der Forschung und Lehre. Be-
sondere Forschungsschwerpunkte der Abteilung sind die präklinische
experimentelle Bildgebung und die Mammographie.
preFACe
The Department of Diagnostic Radiology has responsibilities in
medical care, research and teaching. Special research interests
of the department include preclinical experimental imaging, and
mammography.
1.
Experimentelle Bildgebung
Seit 2004 verfügt die Abteilung Diagnostische Radiologie über ein
Volumen-CT mit zwei Flächendetektoren aus amorphem Silizium.
Dieser Prototyp eines flächendetektorbasierten Volumen-CT (fp-
VCT) ist eine Entwicklung des General Electric (GE) Global Research
Centers (Niskayuna, NY, USA) und ist weltweit nur an wenigen Standorten
verfügbar. Die hohe Detektorelementdichte der Flächendetektoren
ermöglicht die Darstellung untersuchter Organe oder Körperbereiche
mit einer isotropen Ortsauflösung von ca. 0,2 mm.
Nachdem zunächst die Leistungsmerkmale des Systems ermittelt
und Standardprotokolle für tierexperimentelle Untersuchungen
mit unterschiedlichen Fragestellungen festgelegt wurden, haben
wir uns in den Jahren 2006 – 2008 auf die Strukturanalyse von Tumoren
fokussiert. Durch neue Verfahren nicht nur zur exakten Vermessung
des Tumorvolumens, sondern auch zur Detektion von Vaskularisierung
und Nekrose sowie von Knochenmetastasen, konnte
das Potential des fp-VCT zur Entwicklung und Kontrolle verschiedener
Tumortherapien erheblich gesteigert werden. So konnte z.B.
das ADEPT Konzept (Antibody-directed Enzyme Prodrug Therapy)
in Zuammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für experimentelle
Medizin untersucht werden. Hierfür wurde zusätzlich ein System
zur optischen in-vivo-Kleintierbildgebung angeschafft (Optix, ART,
Canada). Mit diesem neuen System können die Bindungskinetik
von Antikörpern, die Enzymaktivität oder markierte Stammzellen
beobachtet und ausgewertet werden.
Um die funktionellen Informationen der optischen Bildgebung
mit den anatomischen Informationen der computertomographischen
Bildgebung am gleichen Objekt korrekt zusammenzuführen,
wurde ein Verfahren zur 3D-2D Bildfusion entwickelt.
Darüber hinaus wurde fp-VCT routinemäßig zur Osteoporosekontrolle
bei Ratten und Krallenäffchen sowie zur schnellen Phenotypisierung
von genetisch veränderten Mäusen eingesetzt. Für
die Phenotypisierung wurde ein auf einem künstlichen neuronalen
Netzwerk basierendes Klassifikationsschema entwickelt, das automatisch
erfasste Merkmale der Schädelform nutzt.
1.
Experimental Imaging
Since 2004, a flat panel detector based – Volume CT (fp-VCT) is
available in the Department of Diagnostic Radiology. The fp-VCT,
which is developed by General Electric (GE) Global Research Centers
(Niskayuna, NY, USA), consists of two amorphous silicon flat-panel
X-ray detectors that allow an isotropic resolution of ca. 0.2 mm.
After performance evaluation and establishment of the examination
protocols for in-vivo imaging of mainly mice and rats under
different scopes (tumor monitoring, liver imaging, etc.) in 2004-
2006, we focused on structural analysis of Tumors in 2006-2008.
Therefore, the precise measurement of not only tumor volume but
additionally vascularization and necrosis as well as the possibility
to identify bone metastases increased the potential of fp-VCT to
develop and in-vivo monitor different new tumor treatments like
the ADEPT concept (antibody directed enzyme prodrug therapy),
which was examined in cooperation with the Max Planck Institute
for Experimental Medicine. For that purpose we additionally purchased
an in vivo optical animal imager (Optix, ART, Canada). Using
Optix we were able to evaluate antibody binding kinetics, monitor
enzyme activity and follow marked stem cells.
For successful co-registration of functional information obtained
with Optix and the correct anatomical site we developed a
fiducial marker based 3D-2D image fusion technique.
Moreover the fpVCT was established and routinely used as
method for osteoporosis staging in rat and marmoset models and
in a second instance for fast phenotyping of genetic altered mice.
For that a classification scheme based on an artifical neuronal
network using automatically obtained skull shape features was
developed
Arbeitsgruppenleiter/innen Group Leaders
Dipl.-Phys. Christian Dullin
Kooperationen Cooperations
Prof. Dr. Becker, Abteilung Allgemein- und Viszeralchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Hahn, Abteilung Humangenetik, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Hasenfuß, Abteilung Kardiologie und Pneumologie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Dr. Hess, Abteilung Strahlentherapie und Radioonkologie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Lakomek, Abteilung Pädiatrie I mit Schwerpunkt Hämatologie und Onkologie, Universitätsmedizin
Göttingen
Prof. Dr. Stühmer, Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin, Göttingen
Prof. Dr. Stürmer, Abteilung Unfallchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Tietze, Abteilung Organische- und Biomolekulare Chemie, Georg-August-Universität
Göttingen
Prof. Dr. Treue, Deutsches Primatenzentrum, Göttingen
Prof. Dr. Trümper, Abteilung Hämatologie und Onkologie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Wienands, Abteilung Zelluläre und Molekulare Immunologie, Universitätsmedizin Göttingen
Prof. Dr. Wuttke, Abteilung Klinische und Experimentelle Endokrinologie, Universitätsmedizin
Göttingen
Drittmittelförderung Funding
MPG-Tandemprojekt: Funktionelle Bedeutung des Ether-a-go-go Kaliumkanals in der Tumorigenese
und Tumorprogression (gemeinsam mit Prof. W. Stühmer) 2005 – 2008

DFG Schwerpunktprogramm SPP 1190: Role of Discoidin Domain Receptors in tumor progression,
angiogenesis and tumor-vascular cell interactions, 3/ 2007 – 3/ 2009
Schering AG, Berlin: Evaluierung der Volumen-Computer-Tomographie Technologie zum Imaging
von Tumoren über die Tumorangiogenese und Prüfung der Auswirkungen von einer Behandlung
mit Untersuchungssubstanzen auf das Blutgefäßsystem im Tumor, 2005-2006
The Medicines Company GmbH, vormals Curacyte, Leipzig: Untersuchung zur Wirksamkeit von
Matripase-Inhibitoren auf die Tumorprogression von Mamma-, Pankreas- und Prostatakarzinomen
in verschiedenen Tumor-Tiermodellen unter Anwendung verschiedener in-vivo-Imaging-
Techniken, 2006-2007
Ausgewählte Publikationen Selected Publications
Ecke I, Rosenberger A, Obenauer S, Dullin C, Aberger F, Kimmina S, Schweyer S, Hahn H (2008)
Cyclopamine treatment of full-blown Hh/Ptch-associated RMS partially inhibits Hh/Ptch signaling,
but not tumor growth. MOL CARCINOGEN, 47(5): 361-72.
Seidlová-Wuttke D, Schlumbohm C, Jarry H, Dullin C, Wuttke W (2008) Orchidectomized (orx)
marmoset (Callithrix jacchus) as a model to study the development of osteopenia/osteoporosis.
AM J PRIMATOL, 70(3): 294-300.
Dullin C, Missbach-Guentner J, Vogel WF, Grabbe E, Alves F (2007) Semi-automatic classification
of skeletal morphology in genetically altered mice using flat-panel volume computed tomography.
PLOS GENET, 3(7): 1232-43.
Heuser M, Hemmerlein B, Püsken M, Koskinas N, Dullin C, Gross AJ, Zöller GM, Obenauer S (2007)
[Determination of renal carcinoma progression in small animals by means of flat-panel volumetric
computer tomography]. UROLOGE, 46(12): 1710-4.
Missbach-Guentner J, Dullin C, Zientkowska M, Domeyer-Missbach M, Kimmina S, Obenauer S,
Kauer F, Stühmer W, Grabbe E, Vogel WF, Alves F (2007) Flat-panel detector-based volume computed
tomography: a novel 3D imaging technique to monitor osteolytic bone lesions in a mouse
tumor metastasis model. NEOPLASIA, 9(9): 755-65.
Obenauer S, Dullin C, Alves F, Missbach-Guentner J, Grabbe E, Heuser M (2007) Flat-panel-detector-based
volumetric CT: performance evaluation of imaging for skeletal structures of small
animals in comparison to multislice CT. CLIN IMAG, 31(1): 18-22.
Obenauer S, Dullin C, Heuser M (2007) Flat panel detector-based volumetric computed tomography
(fpVCT): performance evaluation of volumetric methods by using different phantoms in
comparison to 64-multislice computed tomography. INVEST RADIOL, 42(5): 291-6.
Knollmann F, Valencia R, Buhk JH, Obenauer S (2006) [Characteristics and applications of a flat
panel computer tomography system]. ROFO-FORTSCHR RONTG, 178(9): 862-71.
Valencia R, Stuermer EK, Dullin C, Herrmann KP, Kluever I, Zaroban A, Sehmisch S, Funke M,
Knollmann F (2006) [Feasibility of flat-panel volumetric computed tomography (fpVCT) in experimental
small animal imaging of osteoporosis - initial experience]. RADIOLOGE, 46(10): 893-9.
Missbach-Guentner J, Dullin C, Kimmina S, Zientkowska M, Domeyer-Missbach M, Malz C, Grabbe
E, Stühmer W, Alves F (2008) Morphologic changes of mammary carcinomas in mice over time
as monitored by flat-panel detector volume computed tomography. NEOPLASIA, 10(7): 663-73.
2.
Mammographie
Seit 2002 werden sämtliche Mammographien in der Abteilung
Diagnostische Radiologie in digitaler Technik durchgeführt. Neben
der digitalen Vollfeld-Mammographie mit einem integrierten
Flachdetektor aus amorphem Silizium kommt auch ein Mammographiesystem
mit hochauflösenden Speicherfolien zum Einsatz.
Die physikalisch-technische Erprobung neuer digitaler Mammographiesysteme
wird kontinuierlich in Kooperation mit auswärtigen
Universitätskliniken durchgeführt.
In Ergänzung zu den digitalen Mammographiesystemen wurde
ein Programm zur computergestützten Auswertung (computer aided
diagnosis, CAD) der Mammogramme evaluiert. Der Computer übernimmt
hierbei die Rolle eines Zweitbefunders, der auf Befunde hindeutet,
die möglicherweise zunächst vom befundenden Radiologen
übersehen wurden. Das CAD-Programm ist in der Lage, bis zu 90 %
auch kleinster, nicht palpabler, allein mammographisch erfassbarer
Universitätsmedizin Göttingen Forschungsbericht research report 2006 - 2008 325
Karzinome automatisch zu detektieren. Problematisch ist derzeit
jedoch, dass diese hohe Sensitivität mit einer relativ großen Zahl
falsch positiver Befunde verbunden ist. Die letzte Entscheidung
liegt daher immer beim Arzt.
2.
Mammography
The Department of Diagnostic Radiology has carried out digital
mammography since 2002. Along with the full-field digital mammography
using an integrated amorphous silicon-based flat-panel
detector, a mammography system with high resolution phosphor
plate technique has also been utilized. In cooperation with external
university clinics, technical trials of the new digital mammography
system will always be resumed.
In addition to the digital mammography system, software for
the computer aided diagnosis (CAD) of mammograms was evaluated.
The computer acts as a double reader, to identify findings,
which the radiologist may at first have overseen. The CAD-system
is able to detect up to 90 % of even the most minute, almost nondetectable
carcinoma. However, due to its high sensitivity, it produces
a great number of false positive findings. The final decision
is always left in hands of the physician.
Arbeitsgruppenleiter/innen Group Leaders
PD Dr. med. Silvia Obenauer
Dr. rer. nat. Klaus-Peter Hermann
Kooperationen Cooperations
Die Abteilung Diagnostische Radiologie ist Mitglied im Brustzentrum der Universitätsmedizin
Göttingen
Prof. Dr. Schulz-Wendtland, Gynäkologische Radiologie, Universität Erlangen
Ausgewählte Publikationen Selected Publications
Schulz-Wendtland R, Hermann KP, Wacker T, Bautz W (2008) [Current situation and future perspectives
of digital mammography.]. RADIOLOGE, 48(4): 324-334.
Obenauer S, Dammert S (2007) Palpable masses in breast during lactation. CLIN IMAG, 31(1): 1-5.
Schulz-Wendtland R, Hermann KP, Wenkel E, Adamietz B, Lell M, Böhner C, Uder M, Bautz WA
(2007) [Comparing the clinical value of spot view mammography with reduced pixel size to
monitor zooming by reporting microcalcifications in digital mammography]. ROFO-FORTSCHR
RONTG, 179(5): 492-6.
Schulz-Wendtland R, Hermann KP, Wenkel E, Böhner C, Lell M, Dassel MS, Bautz WA (2007) [Experimental
investigations for dose reduction by optimizing the radiation quality for digital mammography
with an a-Se detector]. ROFO-FORTSCHR RONTG, 179(5): 487-91.
Fischer U, Hermann KP, Baum F (2006) Digital mammography: current state and future aspects.
EUR RADIOL, 16(1): 38-44.
Obenauer S, Grabbe E, Knollmann F (2006) [Value of MR-guided localization and biopsy in breast
lesions]. ROFO-FORTSCHR RONTG, 178(5): 477-83.
Obenauer S, Sohns C, Werner C, Grabbe E (2006) Impact of breast density on computer-aided
detection in full-field digital mammography. J DIGIT IMAGING, 19(3): 258-63.
Obenauer S, Sohns C, Werner C, Grabbe E (2006) Computer-aided detection in full-field digital
mammography: detection in dependence of the BI-RADS categories. Breast J, 12(1): 16-9.
Schulz-Wendtland R, Hermann KP, Bautz W (2006) Digital mammography. In: Walter Hruby (Hg.)
digital (r)evolution in radiology. Springer Verlag, Wien, 291-296.

326 Zentrum Radiologie Abteilung diagnostische radiologie Centre for Radiology department of diagnostic radiology
Anhang Appendix
Medizinische Dissertationen (Dr. med.; Dr. med. dent.)
Doctorate Theses (Dr. med.; Dr. med. dent.)
Amarteifio E, Dr. med., Nachweis gastrointestinaler Blutungen in der Computertomographie.
Dissertation Universität Göttingen 2008.
Bonow F, Dr. med., Umsetzung nationaler und internationaler Richt- und Leitlinien in einem
diagnostischen Brustzentrum. Dissertation Universität Göttingen 2008.
Bulla S, Dr. med., Korrelation der mammographischen BI-RADS-Klassifikation mit dem histopathologischen
Befund. Dissertation Universität Göttingen 2008.
Niederberger S, Dr. med., Radiohistologische Vergleichsstudie zur Detektion und Quantifizierung
von Koronargefäßstenosen mittels eines hochauflösenden Flachbildvolumencomputertomographen.
Dissertation Universität Göttingen 2008.
Sohns C, Dr. med., Stellenwert der computerassistierten Diagnose (CAD) in der digitalen Vollfeldmammographie.
Dissertation Universität Göttingen 2008.
Wieltsch A, Dr. med., Quantifizierung von Koronarstenosen in der Flächendetektorcomputertomographie
- Ein histopathologischer Vergleich. Dissertation Universität Göttingen 2008.
Kertész T, Dr. med., Histopathologische Validierung der koronaren CT-Angiographie. Dissertation
Universität Göttingen 2007.
Ly-Huynh L, Dr. med., Stellenwert der Magnetresonanz (MR)-gestützten Lokalisation von suspekten
Mamma-Befunden. Dissertation Universität Göttingen 2007.
Reinosch K, Dr. med., Spontane Translokationsraten in Lymphozyten von gesunden Personen
und von Seminompatienten - Ein Vergleich. Dissertation Universität Göttingen 2006.
Stalder U, Dr. med., Detektion und Charakterisierung fokaler Leberläsionen: Vergleich einer
neuen 3D-Gradientenecho-Sequenz der MRT mit der Mehrschicht-Spiral-CT. Dissertation Universität
Göttingen 2006.
Wissenschaftliche Tagungen Scientific Meetings
6.5.2006, XXIV. Göttinger Mamma-Symposium: Goldstandard Röntgenmammographie?, Prof. Dr.
E. Grabbe, Göttingen
21.4.2007, XXV. Göttinger Mamma-Symposium: Diagnostik und Therapie des Mammkarzinoms,
Prof. Dr. E. Grabbe, Göttingen
Preise und Auszeichnungen Prizes and Awards
Dr. Klaus-Peter Hermann
Felix-Wachsmann-Preis der Akademie für Fort- und Weiterbildung in der Radiologie 2007
Firmenkooperationen Industrial Cooperations
GE Medical Systems, Waukesha, Illinois, USA
Siemens AG Medical Solutions, Erlangen
Bayer Schering Pharma AG, Berlin
Vorhandene forschungsrelevante Großgeräte
Specialised Research Equipment
64 Zeilen Spiral-CT (LightSpeed VCT, GE Medical Systems)
Zwei 1,5 Tesla MRT Systeme (Sonata und Symphonie, Siemens AG Medical Solutions)
Digitales Vollfeldmammographiesystem (Senographe 2000D, GE Medical Systems)
Experimentelles Volumen-CT mit 2 Flachdetektoren (fpVCT, GE Global Research)